2018 Fiscal Year Annual Research Report
Characterization of long shelf-life and pulp disorder-alleviating mechanisms using late-harvest rare peach cultivars bred private growers as genetic resource
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18H02200
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
中野 龍平 京都大学, 農学研究科, 准教授 (70294444)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
牛島 幸一郎 岡山大学, 環境生命科学研究科, 准教授 (20379720)
福田 文夫 岡山大学, 環境生命科学研究科, 准教授 (60294443)
高田 大輔 福島大学, 農学系教育研究組織設置準備室, 准教授 (80456178)
河井 崇 岡山大学, 環境生命科学研究科, 助教 (90721134)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | モモ / エチレン / 棚持ち性 / 軟化 / 障害発生 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、研究グループが注目している棚持ち性の優れる品種、障害発生の異なる枝変わり系統に関して、以下のような成果が得られた。
１）収穫時期や栽培地域を問わず、‘桃水’では自己触媒的エチレン生合成能が欠損していること、外生エチレンに応答して果実が軟化することが明らかとなり、‘桃水’は硬肉モモに属することが示された。Tatsukiら(2018)による、エチレン生成能の欠損とIAAの生合成関連遺伝子へのトランスポゾンの挿入変異との関連についての報告を参考に、親である‘川中島白桃’および‘桃水’の挿入変異を解析したところ、‘川中島白桃’はヘテロで‘桃水’はホモにて変異を持つことが明らかとなった。さらに、関連する数品種の全ゲノム配列を予備的に調査したところ挿入変異をヘテロで持つ‘ゆうそら’が片親である可能性が示唆された。‘桃水’は外生エチレン処理時の肉質が優れており、韓国系の品種を用いず、日本にて育成された品種同士の交配による高品質かつ棚持ち性の良い品種育成が実証された。
２）‘大寿蜜桃’ は収穫時期、栽培地域によらず、自己触媒的エチレン生成能を持つにも関わらず、エチレンによって軟化せず、3週間以上の棚持ち性をした。一方、‘冬美白’ではエチレン生成とともに、果肉軟化が進行し、通常のモモと同様のエチレン応答性を示した。
３）‘紅博桃’およびその亜主枝単位の枝変わりについて調査したところ、枝変わりでは生長第２期（肥大停止期）から３期（最終肥大期）への転換が遅れており、熟期が3週間ほど遅れことや収穫後に蜜症障害が多発することが明らかとなった。
４）上記の１）－３）の品種や系統に関して、予備的な全ゲノムシークエンス解析を実施し、‘桃水’と‘川中島白桃’の親子関係や、‘紅博桃’樹内の熟期が異なる枝の枝変わり関係を確認するとともに、詳細な解析に向けた方向性を確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
‘桃水’が自己触媒的エチレン生成能を持たない硬肉モモ系であることが明らかとなるだけでなく、日本にて育成された品種同士の交配により高品質かつ棚持ち性の良い品種の育成が可能であることが実証され、今後の品種育成にとって重要な事象が示された。本結果は園芸学会31年度春季大会で発表するとともに、園芸学研究に投稿している。また、‘大寿蜜桃’ は自己触媒的エチレン生成能を持つが、エチレンよって軟化しないという特徴的な性質を持つことが明らかとなった。このような変異は果実研究のモデルであるトマトの変異体でも発見されておらず、大変、興味深い現象である。さらには、棚持ち性が3週間以上と著しくすぐれている。‘紅博桃’では同じ樹内の枝単位において熟期が多きく異なること、生長第２期の肥大停止期の長さが関連していることが明らかになった。さらに、これらの品種、系統に関して、サンプルの調整のみならず、計画よりも早く、予備的な全ゲノム解析も実施し、親子関係や枝変わり関係を確認した。さらに、枝変わり間でも多くの変異箇所の存在があきらかとなっており、今後、熟期や障害発生に関連する遺伝子の探索に向けた方策が明らかとなった。これらより、本研究は計画以上に進捗している状況である。
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| Strategy for Future Research Activity |
H30年度の得られた成果を基に、今後、以下のような推進方策を計画している。
１）‘桃水’のエチレン応答性と低温応答性に関する研究：‘桃水’では自己触媒的エチレン生合成能が欠損しているがエチレンには応答することが分かった。また、低温に反応して軟化するという新知見が得られた。そこで、エチレン応答の確認とともに、低温に応答した軟化およびその際のエチレン生成や品質に関して調査する。
２）‘大寿蜜桃’のエチレン応答性の解析： ‘大寿白桃’はエチレンを生成するにも関わらず、軟化にエチレン応答性がない。一方、 ‘桃水’はエチレン生成が誘導されないが、外生エチレンにより軟化は進行する。両者および正常な品種に関して、RNA-seq解析を行い、エチレンに応答した軟化および自己触媒的エチレン生成に関連する遺伝子群のプロファイリリングを試みる。
３）‘紅博桃’およびその枝変わり系統の成熟特性と障害発生特性の調査； ‘紅博桃’の枝変わりでは、同じ樹内の親株と比べ、熟期が2週間以上遅く、収穫後の蜜症障害の発生が顕著であった。年次変動とともに、生長第２期から第３期への転換点に注目して、果実生育を調査するとともに、次世代シークエンス解析に向けたサンプリングを実施する。
４）シークエンス解析：昨年度、予備的な快晴を参考に、より本格的な解析を行うとともに、RNA-seq解析結果との比較など多面的な解析を進める。特に、‘紅博桃’およびその枝変わりでは、多くの変異が検出されており、形質に関連しない変異をノーマライズさせるともに、RNA-seq解析も取り入れた解析により、関連遺伝子の探索を進める予定である。
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